特高產水稻產量形成機理及定量栽培技術研究.pdf

1、本研究在前人研究基礎上，以世界著名的水稻特殊高產生態(tài)區(qū)濤源水稻高產田為試驗參照基地，設置不同生態(tài)區(qū)水稻比較試驗、品種產量潛力鑒定試驗、南京和濤源生態(tài)區(qū)氮肥試驗、密度試驗和氮肥試驗，探討特高產水稻高產形成機理，同時探討特高產水稻的精確定量栽培技術原理和途徑。主要研究結果如下：
　　 1、水稻產量形成的生態(tài)差異及高產共性特征
　　 在中國8個典型生態(tài)區(qū)設置密度試驗，共涉及10個當地主推品種，探討不同生態(tài)區(qū)水稻的形成的生態(tài)差異

2、及高產共性特征。結果表明水稻產量形成的生態(tài)差異為：(1)不同生態(tài)區(qū)水稻在生育期、產量構成、源庫大小、粒/葉比、株型特征、干物質積累和分配等方面差異極大；(2)移栽密度對水稻群體質量及產量影響因生態(tài)類型不同而異。高產水稻的共性特征為：(1)產量與庫容量關系密切，庫容量越大，產量越高；建立適宜的LAI，通過提高粒葉比來提高庫容量是水稻產量挖潛的主要目標；(2)抽穗前后干物質積累量對產量的貢獻率差異極大，但提高干物質積累量，尤其是抽穗后的干物

3、質積累量，有利于產量的提高。
　　 2、水稻特高產形成機理
　　 濤源水稻產量高，2006-2007年，濤源平均產量分別比南京高96％和85%，其中濤源2006年協優(yōu)107產量達18.5t ha-l．濤源水稻特高產形成的機理主要表現在(1)生理學機理：生物產量高，而收獲指數無差異；庫容大，其中有效穗高是庫容量大的主要原因，同時粒數和粒重達到相當水平；葉源大，濤源最大最適LAI達10，比南京高60%左右；氮素積累量高，但百

4、公斤籽粒吸氮量低，比葉氮(SLN)差異不明顯。(2)生態(tài)學機理：光輻射量大但光能利用率（RUE）差異不明顯，而且特高產水稻全生育期溫度適宜；(3)形態(tài)學機理：水稻單莖葉面積小，葉片短寬、直立、葉角小，比葉重(SLW)高，消光系數低．
　　 3、特高產水稻穩(wěn)粒結構等株型指標的基本特征
　　 2007-2008年在濤源特高產區(qū)開展了不同新品種的小區(qū)產量比較試驗。此外，還選擇具備相同高產潛力的兩個典型品種，Ⅱ優(yōu)107（大穗型品

5、種）和協優(yōu)107（多穗型品種）為供試材料，分別于2006-2008年在江蘇省南京市（普通水稻生態(tài)區(qū)）和濤源（特殊高產生態(tài)區(qū)）同時種植，分析水稻新品種的產量潛力、籽粒產量和相關性狀的復雜關系，調查品種產量在地點和年際間的穩(wěn)定性分析．研究結果表明，濤源參試品種的水稻產量呈正態(tài)分布，生育期、LAI、單位面積穗數和單位面積穎花數均和產量極顯著正相關。產量潛力地點間變異較大但年際間穩(wěn)定．單位面積穗數和產量的相關系數和通徑系數最高，其次是穗粒數、粒

6、重和結實率．穩(wěn)定性分析表明，株高，穗粒數、結實率和千粒重相對比較穩(wěn)定，很少受地點和年份的影響，生育期（主要是抽穗前天數）和穗數隨地點顯著變化．增加抽穗前天數、強源擴庫能夠提高產量潛力。17t ha-1以上的特高產水稻應該具備以下特征：較長生育期（不少于155天）、適宜的株高(110-125cm)、穗數300-400 m2，穗粒數200左右，結實率在90%以上，粒重在29-31mg左右．
　　 4、特高產水稻需氮生理機理及特高產水

7、稻栽培定量施氮參數
　　 2008-2009年在南京和濤源水稻特殊高產區(qū)設置了施氮量試驗，以兩生態(tài)區(qū)均適合種植雜交秈稻品種II優(yōu)107為材料，比較研究氮肥用量對南京和濤源特殊生態(tài)區(qū)水稻群體質量和產量構成因素的影響，探討濤源特高產水稻需氮量較高的生理機制，同時為氮肥實地精確定量管理提供依據．結果表明，施氮量對濤源水稻庫源大小，株型特征及干物質積累影響效應均超過南京．適量氮肥有利于提高光能利用率(RUE)，但生態(tài)點間RUE差異不明顯

8、。施氮量提高，不同生育階段SPAD值、氮積累量(NA)和氮積累速率(NAR)均提高，百公斤籽粒吸氮量（NPAG）提高，氮素利用率(NUE)降低，氮素轉運率不受影響。濤源特高產水稻各生育階段NA比南京高，但營養(yǎng)生長期NAR比南京低。濤源特高產水稻氮素農學利用率（AE）和氮素偏生產力（PFP）較高，高產施氮量下濤源AE是南京的2倍，PFP是南京的1.5倍，氮素吸收利用率（PE）和氮收獲指數(NHI)差異不明顯。南京基礎供氮量100kgha-

9、1，濤源基礎供氮量120-150kgha-1，南京高產條件下NPAG為1.90kg，濤源特高產水稻NPAG為1.60kg，RE均為45%。南京施氮量195kgha-1左右可獲得10t ha-1最高產量，濤源施氮量375kg ha-l左右，可獲得18t ha-1以上的特高產量．
　　 5、特高產水稻基本苗定量設計及密度配置對產量的影響
　　 通過對2005—2006年特殊生態(tài)區(qū)不同產量水平超高產群體莖蘗動態(tài)調查，建立水稻單

10、株成穗數通式和有效分蘗葉位理論分蘗數函數，并確定特高產水稻的秧苗分蘗成活率(s)、本田期分蘗發(fā)生率(r)、分蘗缺位數(bn)、適宜等穗期及校正系數(a)等相關參數．結果表明：所有參試品種都遵循n-3的葉蘗同伸規(guī)律，有效分蘗葉位理論分蘗數(A)可以表示為有效分蘗葉位數(E)的函數，有效分蘗葉位數(E)與主莖總葉齡(N)、伸長節(jié)間數(n)、移栽葉齡(SN)、分蘗缺位數(bn)和校正系數(a)有關，E=( N-n-SN-bn-a)；特高產群體

11、的矯正系數（a值）宜取1.5；常規(guī)濕潤秧移栽大田后有1.5葉的分蘗缺位(bn)，帶2葉分蘗成活率(s2)和帶1葉分蘗成活率(sl)分別為0.8和0.3；穴盤帶土移栽，bn=0.5，s2=l.0，s1=0.5；本田期秧苗活棵至等穗期，分蘗發(fā)生率(r)80%左右．特高產水稻常規(guī)濕潤秧本田期有效分蘗葉位E=（N-n-SN-3），單株分蘗成穗數ES=-(l+t3+0.8tz)（1+0.8A）+0.3fl，其中fl、t2、t3分別代表秧苗帶1葉、

12、2葉和3葉分蘗數；穴盤小苗移栽本田期有效分蘗葉位E=（N-n-SN-2），單株分蘗成穗數ES=-（l+t3）（1+0.8A3）+t2（1+0.8.42）+0.5tl，其中A2、A3分別代表2葉分蘗，3葉分蘗及主莖本田期理論分蘗數。通過兩年與實際莖蘗動態(tài)的比較，公式描述較好。
　　 中國8個典型生態(tài)區(qū)共10個主推品種的密度試驗結果表明：(1)移栽密度對水稻群體質量及產量影響因生態(tài)區(qū)不同而異，表明高產栽培應根據生態(tài)和品種特點具體設計